[发明专利]一种玄武岩短切纤维生产工艺

说明书

本发明涉及一种纤维生产工艺，尤其涉及一种玄武岩短切纤维生产工艺。该生产工艺不仅减少电能消耗，改善生产环境，大幅降低生产成本，而且可以保障产品品质的同时大幅提高产品性能的均一性。

技术领域

本发明涉及无机材料表面改性技术领域，尤其涉及一种玄武岩短切纤维生产工艺。

背景技术

连续玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石为原料，在1500℃左右的高温中形成熔融态，通过铂铑合金漏板成型，再由拉丝机高速拉制而成的数万米连续不断的纤维。它是一种新型环保无机纤维材料，具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、绝热隔音等优异性能，是继碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维之后的新型高性能纤维，在航天航空、汽车船舶、土建交通、能源环境、化工消防、国防军工等领域具有广泛用途。尤其是在建筑交通领域，由于其与水泥、混凝土、沥青均具有很好的相容性，可有效提高这三种基体材料的强度与抗裂性能，因而玄武岩纤维短切纱被广泛用作添加剂加入这些基材之中。

相比其他基体增强材料，比如普通玻纤，PET纤维，木质素纤维，玄武岩短切纤维的性能虽然优于其它同类材料，但其生产成本也相对较高，在较大程度上限制了生产企业的发展与玄武岩纤维的应用范围，而主要原因是其传统生产工艺与其自身特性匹配度较低的缘故。

在传统生产工艺中，玄武岩矿石经过高温熔融、拉丝、收丝以后会得到一筒一筒数万米长的连续纤维，接着经过热处理使纤维表面的浸润剂固化成型并去除多余的水分，然后借助短切机将纤维从收丝筒上解缠绕并短切至设定长度，最后经过筛选、包装即获得玄武岩纤维短切纱成品。由于数万米长的连续纤维环绕在收丝筒上有一定厚度，最厚处可达50～60mm，而玄武岩纤维自身具备优异的隔热性能，导致热处理时间通常需要12h以上才能使温度传递到收丝筒上的内层纤维并使其表面的浸润完全脱水固化；然而，收丝筒上的外层纤维表面的浸润剂早在3h以内就已经完全固化，并在随后的9h中开始在高温中逐渐老化，性能下降；传统生产工艺不仅造成了大量的电能浪费，增加了生产成本，还导致每个收丝筒上的外层纤维与内层纤维之间的性能出现较大差异，仅就拉伸强力而言，两者之间的波动幅度((随机抽取30股短切纤维测试，最大值与最小值的差值占最小值的百分比即为波动幅度))可达40％，因而给同批产品性能造成极大的波动。

此外，由于短切机转速较快，纤维直径极小、质量极轻且表面干燥，在短切过程中极易产生大量飞丝，操作人员必须全身穿戴防护用品避免大量微米级的飞丝附着到衣物与身上，导致瘙痒与针扎感；短切车间也必须被单独隔离，车间内安装大功率排放设施，车间外安装水池，将从车间排出的飞丝搜集起来避免污染环境，这些都给生产增添了麻烦与成本。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，克服现有技术的缺陷，提供经济、实用又稳定的生产工艺，该生产工艺不仅大幅减少电能消耗，改善生产环境，降低生产成本，而且可以保障产品品质的同时大幅提高产品性能的均一性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种玄武岩短切纤维生产工艺，

1.1)连续纤维步骤：将纤维原料由熔炉熔融，并经过漏板流出炉体，再由拉丝机牵引下，经过涂油器将浸润剂完全覆盖，然后经过集束轮合股、排线器排线，从而再牵引缠绕在收丝筒上，获得连续纤维；

1.2)配置短切润滑剂步骤：短切润滑剂由0.1～0.5wt％聚乙烯醇、0.02～0.1wt％椰油脂肪酸二乙醇酰胺、0.02～0.1wt％炔二醇组成，其余为去离子水，搅拌速度 60r/min至120r/min；

1.3)短切步骤：将收丝筒从收丝辊上取下，将连续纤维解缠绕并由喷涂装置喷涂上短切润滑剂，再通过短切机进行短切，获得短切纤维；

1.4)筛选包装步骤：将短切纤维转移并平铺到筛网上，将筛网放入烘箱热处理；再从烘箱中取出筛网，对短切纤维根据不同的长度进行分类筛选，再称重后进行包装。